类金刚石(Diamond-like carbon,简称DLC)薄膜具有高硬度、优异的摩擦磨损性能以及良好的化学稳定性和抗腐蚀性能,可作为一种新型的固体润滑薄膜,在航空、航天、机械、微电子器件等众多领域有着巨大的应用前景。然而,较高的内应力和较差的环境适应性等问题成为了阻碍DLC薄膜在多环境应用的瓶颈。本论文采用离子束复合磁控溅射的方法,通过改变偏压、Ar气流量和C靶电流等参量,制备出不同工艺的DLC薄膜,考察工艺参量对DLC薄膜力学性能和摩擦学性能的影响,建立了工艺参量与DLC薄膜力学性能和摩擦学性能的关系。在优化工艺的基础上,通过改变Ti靶和Si靶电流制备不同Ti、Si含量掺杂的Ti-DLC薄膜和Si-DLC薄膜。利用XRD、拉曼、SEM和AFM表征了Ti-DLC薄膜和Si-DLC薄膜的微观结构和表面形貌,利用纳米压痕仪、划痕仪和CSM球-盘摩擦磨损试验机考察了Ti-DLC薄膜和Si-DLC薄膜的力学性能和摩擦学性能。研究结果表明,Ti靶电流较小时,可以有效提高DLC薄膜中的sp~3键含量,并利用TiC纳米晶的界面作用释放薄膜中的内应力,从而保证在降低薄膜内应力时不牺牲薄膜的硬度,同时较高的H/E值,减少了大块磨屑的产生,促进转移膜产生,进而降低摩擦系数和磨损率。但在Ti靶电流较高时,薄膜中的Ti元素会与空气中的O元素反应生成氧化钛颗粒,破坏转移膜,进而导致摩擦过程中转移膜的破坏,加剧磨损。Si靶电流大小对Si-DLC薄膜的力学性能和摩擦学性能起到重要影响,较小的Si靶电流可制备出低内应力、高硬度的Si-DLC薄膜,但过高的Si靶电流会造成薄膜表面粗糙度迅速升高,弹性恢复能力变差,进而导致Si-DLC薄膜的摩擦学性能急剧下降。为提高DLC薄膜的湿度适应性,制备了不同调制比的Ti-DLC/Si-DLC多层薄膜,研究了湿度对Ti-DLC/Si-DLC多层薄膜摩擦学性能的影响,发现通过改变Si-DLC沉积时间可以有效调控Ti-DLC/Si-DLC多层膜在不同湿度下的摩擦学性能,改善薄膜的湿度适应性。